時(shí)間:2023-11-28 14:38:25
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中圖分類號(hào):TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
手機(jī)等通訊設(shè)備隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,已經(jīng)在人們的日常生活中占有了極為重要的社會(huì)地位。目前我國(guó)入網(wǎng)的手機(jī)已經(jīng)超過了數(shù)十萬,手機(jī)用戶已經(jīng)突破了10億用戶,躍居成為了全球手機(jī)用戶最多的國(guó)家。
1 手機(jī)的分類
入網(wǎng)手機(jī)按其發(fā)展通常分為三代:第一代就是以頻分多址(FDMA:frequency division multiple address)方式工作的模擬手機(jī)。通話期間,用戶被分配一個(gè)頻道,說話的信息以調(diào)頻(FM)信號(hào)方式傳遞出去。此種手機(jī)的工作頻率一般為450MHZ或800~900MHZ。第二代就是采用全球通系統(tǒng)(GSM:globe system for mobile communication)的數(shù)字式手機(jī)。GSM 的工作中心頻率為900MHZ,目前使用最廣泛。剛剛推出不久的第三代手機(jī)為碼分多址(CDMA:code division multiple address)手機(jī),工作頻率為800MHz。目前市場(chǎng)上出售的手機(jī)品牌雖多,但不外乎GSM和CDMA兩大類型。每個(gè)類型又分為外置天線和內(nèi)置天線兩種。GSM手機(jī)還有單頻(900MHz)和雙頻(900MHz和1800MHz)之分。種類不同、輻射功率各異。以單頻GSM手機(jī)為例,其工作頻率范圍是(890~915)MHz 、(935~960)MHz,屬微波段。手機(jī)一旦撥通,它將與蜂窩基站之間處于雙向"通話"狀態(tài)。即使待機(jī),它亦需不時(shí)向外發(fā)射信號(hào),以保持與基站之間的聯(lián)系。通話信息經(jīng)手機(jī)轉(zhuǎn)換成編碼調(diào)制的微波輻射出去。在手機(jī)頂部的天線附近,形成較強(qiáng)的電磁輻射。
2 手機(jī)輻射的危害
手機(jī)在日常的使用過程中,由于經(jīng)常貼近人的頭部以及眼睛,其發(fā)出的輻射如果超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,那么就會(huì)對(duì)人體造成傷害,有關(guān)部門通過專業(yè)的檢測(cè)儀器對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的手機(jī)進(jìn)行了檢測(cè),發(fā)現(xiàn)手機(jī)在常規(guī)發(fā)射功率的情況下,也就是低于0.2瓦以下的發(fā)射功率,其手機(jī)天線附近的機(jī)里面的輻射量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過的了國(guó)家針對(duì)輻射防護(hù)所設(shè)立的規(guī)定限值40V/M的15倍以上,使用輻射完全超標(biāo)的手機(jī),會(huì)對(duì)人體造成大量的損傷,主要集中在以下幾個(gè)方面:
(1)人體長(zhǎng)時(shí)間放置手機(jī)的部位(頭、大腿、腰)的致癌率會(huì)極大的提升;
(2)長(zhǎng)時(shí)間的受到手機(jī)使用過程中的輻射影響,人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)受到一定的影響;
(3)導(dǎo)致人體心血管等血液系統(tǒng)的失調(diào);
(4)眼睛作為人體最為敏感的部位,長(zhǎng)時(shí)間使用手機(jī),可能會(huì)使得眼睛發(fā)生不可知的損傷,嚴(yán)重情況可能會(huì)導(dǎo)致視力不斷下降,甚至致盲;
(5)影響男性的的各項(xiàng)功能以及生殖系統(tǒng);
(6)對(duì)人體的造成損傷之后,可能會(huì)對(duì)子女帶來一定不良的遺傳隱患。
3 手機(jī)輻射測(cè)量
3.1 監(jiān)測(cè)方法
將PMM8053A手持場(chǎng)強(qiáng)儀置于房間中一個(gè)空曠的特定位置,測(cè)定所處環(huán)境沒有其他電磁輻射干擾。手機(jī)置于探頭附近(位置保持固定),手機(jī)發(fā)射天線對(duì)準(zhǔn)EP-183電場(chǎng)探頭。所有手機(jī)撥同一個(gè)電話號(hào)碼。從撥完號(hào)按SEND鍵開始,至打完電話回到待機(jī)狀態(tài)為止,讀取最大值、最小值和矢量平均值,測(cè)三次,取平均。
3.2 測(cè)試結(jié)果
(1)手機(jī)撥通瞬間會(huì)產(chǎn)生個(gè)峰值,見表1,此時(shí)應(yīng)為信號(hào)發(fā)送開始,輻射影響最大,單獨(dú)考慮。
(2)手機(jī)通話狀態(tài)下輻射值見表2。
(3)手機(jī)待機(jī)狀態(tài)下輻射值,如表3。
通過資料顯示,雖然手機(jī)處于待機(jī)狀態(tài),但仍不斷與基站聯(lián)系,通過實(shí)驗(yàn)顯示數(shù)據(jù)如表3所示。
通過以上的數(shù)據(jù)圖表,我們可以明顯的看出以下幾個(gè)方面的情況:
(1)手機(jī)在日常的使用過程中,特別是在接收到信號(hào)指之初,最產(chǎn)生一個(gè)最大的敷設(shè)至,但是在緊隨著手機(jī)的通話鈴聲第一次響過之后,手機(jī)所發(fā)出的輻射幅度漸漸降低。
因此,從輻射防護(hù)方面來考慮,用戶在使用手機(jī)撥號(hào)的過程中,在撥通前的幾秒內(nèi),也就是對(duì)方通話應(yīng)答鈴聲還沒響第一聲之時(shí),最好不要將手機(jī)貼在耳朵之上進(jìn)行接聽。
(2)手機(jī)在通電待機(jī)的狀態(tài)之下,雖然手機(jī)沒有受到用戶的操作而發(fā)出通話信號(hào),產(chǎn)生超標(biāo)的輻射,但是手機(jī)會(huì)一直保持與周邊電信基站的通信基站的聯(lián)系,其輻射強(qiáng)度較低。
(3)CDMA信號(hào)頻段制式的手機(jī)要比使用GSM信號(hào)頻段的手機(jī)輻射強(qiáng)度要低至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
4 手機(jī)輻射的防護(hù)
通過測(cè)試發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間用手機(jī)會(huì)對(duì)身體有一定影響,所以建議作出下防護(hù)措施:
(1)耳機(jī)能夠有效的減少人體所受到的輻射影響。在使用移動(dòng)電話的過程中,如果使用免提裝置,能夠極為郵箱的降低手機(jī)對(duì)人體的輻射。使用耳機(jī)來進(jìn)行通話的接聽,與直接將手機(jī)放置在耳朵方便來進(jìn)行通話接聽相比較而言,免提設(shè)備在SAR方面的衰減是極為明顯的。通過免提裝置來進(jìn)行移動(dòng)設(shè)備的通話操作,能夠最大限度的減少人體所受到的手機(jī)輻射。
(2)手機(jī)在接通對(duì)話的瞬間,離人體的頭部越遠(yuǎn)越好。手機(jī)在接通對(duì)話的瞬間,可以說是手機(jī)能夠產(chǎn)生最大輻射數(shù)值的時(shí)刻,這個(gè)時(shí)刻的輻射,是對(duì)人體影響最大的階段。因?yàn)槭謾C(jī)在通話接通的瞬間,所釋放的輻射能量會(huì)呈幾何幅度的增加,而瞬間增加的輻射會(huì)直接損害到人體器官的健康。
(3)最大限度的減少使用手機(jī)的通話時(shí)間,如果無法避免使用手機(jī)進(jìn)行通話,那么最好使用耳機(jī)來進(jìn)行通話,或者身邊有其他座式電話時(shí),就盡量不使用手機(jī)進(jìn)行通話。
參考文獻(xiàn)
中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通官網(wǎng)公布的數(shù)據(jù)顯示,目前中國(guó)手機(jī)用戶已達(dá)10億,作為如此普及的通信工具,手機(jī)已經(jīng)與人們的日常生活密不可分。因此,有必要對(duì)手機(jī)電磁輻射及其如何影響健康進(jìn)行分析和研究。
2 電磁輻射的生物效應(yīng)
手機(jī)電磁輻射之所以對(duì)人體健康產(chǎn)生影響,是因?yàn)榇嬖陔姶泡椛涞纳镄?yīng),即電磁輻射使人體產(chǎn)生與生命現(xiàn)象有關(guān)的響應(yīng)。
電磁輻射生物效應(yīng)從熱作用方式上分為熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)[1],具體如下:
(1)熱效應(yīng):人體70%以上是水,水分子是有機(jī)分子,受到高頻電磁波輻射后,水分子取向極化而運(yùn)動(dòng)加劇,導(dǎo)致體溫升高,從而影響體內(nèi)器官的正常工作。
(2)非熱效應(yīng):人體的器官和組織存在穩(wěn)定而有序的微弱電磁場(chǎng),如果受到外界電磁場(chǎng)的干擾,處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場(chǎng)將遭到破壞,人體也會(huì)遭受損傷。
熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)對(duì)人體的傷害不斷累積,久而久之就會(huì)成為永久性病態(tài)。影響電磁輻射生物效應(yīng)的主要參數(shù)是頻率和強(qiáng)度,不同頻率、不同強(qiáng)度的電磁輻射對(duì)健康的影響也不同。
3 手機(jī)電磁輻射的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
手機(jī)電磁輻射對(duì)人體健康是否構(gòu)成威脅?構(gòu)成怎樣的威脅?醫(yī)學(xué)研究人員采取的重要手段是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。一般認(rèn)為,電磁輻射能造成人體免疫功能的下降。此外,由于手機(jī)使用時(shí)距腦部很近,腦部生物電磁波或許更易受到外界電磁輻射的干擾,因此手機(jī)對(duì)大腦產(chǎn)生的影響也越來越引起人們的關(guān)注。
為了研究手機(jī)輻射對(duì)免疫功能的影響,將聽筒置于孕鼠耳部,完全模擬人的通話狀態(tài)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。32只體重均衡的孕鼠隨機(jī)分為四組,一組不接受手機(jī)電磁輻射(對(duì)照組),另三組分別接受低、中、高強(qiáng)度手機(jī)輻射(實(shí)驗(yàn)組),實(shí)驗(yàn)組孕鼠每次接受手機(jī)輻射時(shí)間分別為10min、30min、60min。自受孕日起,每日輻射3次,連續(xù)輻射21天,待孕鼠正常分娩后,測(cè)量孕鼠及24h內(nèi)新生鼠外周血中IgA、IgG、IgM的含量,得出的結(jié)論是:手機(jī)電磁輻射確實(shí)會(huì)損傷孕鼠及新生鼠的淋巴細(xì)胞,引起免疫球蛋白含量降低,致使免疫功能下降,且與輻射時(shí)間呈相關(guān)性[2]。
為了從生化學(xué)角度探討手機(jī)輻射對(duì)腦組織的損傷作用,用上述相似的方法進(jìn)行孕鼠實(shí)驗(yàn),測(cè)定孕鼠及胎鼠腦組織中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)含量,再進(jìn)行比較分析,得出的結(jié)論是:孕鼠在孕期接受手機(jī)電磁輻射達(dá)一定時(shí)間,會(huì)對(duì)子代腦組織的抗氧化系統(tǒng)產(chǎn)生一定的損害[3]。
4 手機(jī)使用人群的健康調(diào)查
研究手機(jī)輻射危害最直接的方法是調(diào)查使用人群的健康狀況[4],手機(jī)使用的年限與瞌睡、惡心呈正相關(guān);每日使用手機(jī)的時(shí)間與頭痛頭暈、精力不佳、惡心和心慌呈正相關(guān);每日使用手機(jī)的次數(shù)與頭痛頭暈、心慌呈正相關(guān)。另有研究表明[5],手機(jī)電磁輻射或可傷害肝臟、腎臟,加速細(xì)胞的活動(dòng),易使人衰老,是造成孕婦流產(chǎn)或畸胎、心血管疾病、糖尿病、癌突變的誘發(fā)因素。
5 手機(jī)電磁輻射的量度
研究人員常從以下兩個(gè)方面量度手機(jī)電磁輻射:
(1)輻射功率密度
電磁輻射是一種能量,其對(duì)環(huán)境的影響大小主要取決于能量的強(qiáng)弱。輻射功率密度是指單位時(shí)間、單位面積內(nèi)所接收或發(fā)射的高頻電磁能量,單位為W/m2。先從電磁場(chǎng)理論出發(fā),推導(dǎo)出手機(jī)向四周空間發(fā)出的輻射功率,進(jìn)而求出功率密度;再根據(jù)人頭接受輻射的面積、手機(jī)天線頭與人頭的距離,即可得到人頭接受的輻射功率和功率密度,為進(jìn)一步研究手機(jī)輻射對(duì)人體影響提供理論依據(jù)。
(2)SAR值
在外加電磁場(chǎng)的作用下,人體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)。由于人體各器官均為有耗介質(zhì),因此能不同程度地吸收或消耗電磁場(chǎng)能量。SAR值(Specific Absorption Rate,比吸收率)是人體接受到電磁輻射的一種尺度,其定義為單位質(zhì)量的人體組織所吸收或消耗的電磁功率,單位為W/kg。
由于人體組織接受到的電磁輻射能量可能是隨位置和時(shí)間而變化的,因此,應(yīng)按某質(zhì)量單元(dm)在某時(shí)間單元(dt)接受的輻射能量(dW)進(jìn)行分析,公式如下:
(1)
其中,ρ是人體組織的質(zhì)量密度,單位為kg/m3;E是人體組織中的電場(chǎng)強(qiáng)度有效值,單位為V/m;σ為人體組織的電導(dǎo)率,單位為S/m。
由式(1)可以看出,SAR值不僅與人體組織的電場(chǎng)分布有關(guān),而且也與自身的密度與電導(dǎo)率有關(guān),這就是電磁輻射對(duì)人體不同組織具有不同損傷的原因。
目前,國(guó)際上主要有兩個(gè)SAR限值標(biāo)準(zhǔn)[6]:一個(gè)是歐洲采用的通行標(biāo)準(zhǔn)——國(guó)際非電離性照射保護(hù)委員會(huì)(ICNIRP)規(guī)定的IEEE1528SAR-200x標(biāo)準(zhǔn);另一個(gè)是國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)規(guī)定的IEEEC95.1-1992安全標(biāo)準(zhǔn)。
6 手機(jī)電磁輻射的防護(hù)對(duì)策
研究表明,科學(xué)合理地使用手機(jī)能有效減少手機(jī)電磁輻射對(duì)人體健康的影響,具體措施歸納如下:
(1)使用耳機(jī)。與直接將手機(jī)靠近耳朵接聽相比,耳機(jī)能明顯減少SAR值[7]。因?yàn)槎鷻C(jī)輸出的是音頻信號(hào),與射頻信號(hào)是分離的,在耳機(jī)線周圍也不可能有共振產(chǎn)生。
(2)手機(jī)接通瞬間離頭部越遠(yuǎn)越好。由于打電話撥號(hào)或者聽到振鈴接聽電話時(shí),手機(jī)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)還不穩(wěn)定,此時(shí)輻射功率最大。
(3)盡量不要連續(xù)用同一只耳朵聽。兩只耳朵換著聽,可以讓耳朵得到熱量耗散,不至于使輻射積累到造成損傷的程度。
(4)在信號(hào)強(qiáng)時(shí)使用手機(jī)。由于手機(jī)信號(hào)越弱就越要提高發(fā)射功率,這樣才能保證通話質(zhì)量,而此時(shí)電磁輻射就越大。
(5)手機(jī)不放枕邊。手機(jī)在待機(jī)狀態(tài)時(shí)仍和基站保持聯(lián)絡(luò),也是有輻射的,尤其是發(fā)信號(hào)的時(shí)候,輻射峰值還會(huì)較大,因此晚上睡覺時(shí)不應(yīng)把手機(jī)放在枕邊。同理,將處于待機(jī)狀態(tài)的手機(jī)掛在腰間或者胸前都是不合適的。
(6)特殊人群慎用手機(jī)。例如:癲癇患者使用手機(jī)時(shí),由于腦部周圍電磁場(chǎng)增強(qiáng),或可誘發(fā)癲癇?。谎b有心臟監(jiān)視器的病人使用手機(jī)時(shí),手機(jī)電磁輻射會(huì)影響心電圖記錄;白內(nèi)障患者使用手機(jī)時(shí),可能使眼球晶狀體溫度上升、出現(xiàn)水腫,使病情加重;孕產(chǎn)婦頻繁使用手機(jī),胎兒易受影響,還可能導(dǎo)致產(chǎn)婦內(nèi)分泌紊亂,影響泌乳。
(7)不用“山寨手機(jī)”。很多“山寨手機(jī)”不進(jìn)行SAR值的測(cè)試,沒有入網(wǎng)許可證,其危害可想而知。
7 結(jié)束語
手機(jī)電磁輻射對(duì)人體的危害性評(píng)價(jià),科學(xué)界至今仍然存在爭(zhēng)議,這很大程度是因?yàn)槿狈y(tǒng)計(jì)學(xué)上因果關(guān)系的強(qiáng)有力證明。大規(guī)模使用手機(jī)僅僅是最近十余年的事情,而手機(jī)對(duì)健康的影響是“慢性”的,或許經(jīng)過更多年的積累,才會(huì)造成對(duì)健康的損傷;又或者這種影響是微不足道的,完全不會(huì)對(duì)健康構(gòu)成威脅。不管怎樣,手機(jī)制造商、醫(yī)學(xué)研究人員和普通手機(jī)消費(fèi)者應(yīng)共同對(duì)其危害性多一份警惕,這是很有必要的。
參考文獻(xiàn):
[1] 卑偉慧,曹毅. 電磁輻射的生物學(xué)效應(yīng)[J]. 輻射防護(hù)通訊, 2007(3): 27-31.
[2] 王秋麗,楊曉倩,季靜,等. 手機(jī)輻射對(duì)孕鼠及子代血清免疫球蛋白的影響[J]. 山東大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版, 2010(1): 151-153.
[3] 季靜,楊曉倩,郭冬梅,等. 手機(jī)輻射對(duì)孕鼠及胎鼠腦組織損傷作用[J]. 中國(guó)公共衛(wèi)生, 2009(12): 1451-1452.
[4] 戴伏英,邢玉梅,吉秀亮. 手機(jī)對(duì)神經(jīng)衰弱癥狀影響的研究[J]. 現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué), 2007(21): 4021-4022.
1 引言
對(duì)于蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)電磁輻射環(huán)境影響的評(píng)估與分析,一般都以基站的最大發(fā)射功率為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果通常高于實(shí)際電磁輻射水平。GB8702-88《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》對(duì)于公眾導(dǎo)出限值和職業(yè)導(dǎo)出限值則是以平均值的形式給出的。實(shí)際上,移動(dòng)通信系統(tǒng)電磁輻射屬于低強(qiáng)度的電磁輻射(
由于現(xiàn)有蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用TDMA、CDMA等多址技術(shù),其平均發(fā)射功率與話務(wù)負(fù)荷是密切相關(guān)的。本文將結(jié)合GSM和TD-SCDMA的技術(shù)特點(diǎn),對(duì)話務(wù)負(fù)荷與基站電磁輻射的關(guān)系進(jìn)行分析。
2 話務(wù)波動(dòng)對(duì)電磁輻射的影響分析
2.1 分析思路
基站的話務(wù)負(fù)荷反映了對(duì)基站信道資源的占用情況,一定呼損(GoS)下的話務(wù)負(fù)荷與信道資源之間通常采用Erlang B公式來描述。假定基站在基本信道單元(對(duì)于GSM系統(tǒng)是時(shí)隙,對(duì)于TD-SCDMA系統(tǒng)是碼道)上的發(fā)射功率是不變的,那么從平均功率的角度來看,小區(qū)的輻射功率與信道占用情況成正相關(guān)關(guān)系,即占用的信道單元越多,電磁輻射功率越大。因此,通過信道資源的占用情況可以把話務(wù)負(fù)荷與小區(qū)輻射功率聯(lián)系起來。
2.2 GSM基站話務(wù)波動(dòng)對(duì)電磁輻射的影響
GSM是一個(gè)FDMA與TDMA的混合接入系統(tǒng),即在頻域上以200kHz作為一個(gè)頻點(diǎn)(載波),對(duì)于每個(gè)載波,在時(shí)域上劃分為8個(gè)時(shí)間片(時(shí)隙),每個(gè)用戶呼叫時(shí)需要占用一個(gè)物理信道,也就是一個(gè)時(shí)隙,直到通話完,才釋放所占用的信道資源。
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)特定的GSM基站,它的小區(qū)數(shù)以及每個(gè)小區(qū)的載頻數(shù)是確定的。以單載頻為例,每個(gè)載頻有8個(gè)物理信道,即信道0~7(時(shí)隙0~7)。
以下分兩種極端的情況分別估算小區(qū)單載頻配置時(shí)的發(fā)射功率:
(1)單載頻(設(shè)單載頻最大功率發(fā)射43dBm,即20w),當(dāng)沒有業(yè)務(wù)時(shí),只有時(shí)隙0在發(fā)送廣播信息,其他7個(gè)時(shí)隙空閑(無用戶),則此時(shí)平均發(fā)射功率最小:(Pav)min=20/8=2.5w,即機(jī)柜頂輸出的平均功率為2.5w。
(2)單載頻,0~7時(shí)隙都被占用,不考慮系統(tǒng)的不連續(xù)發(fā)射、對(duì)業(yè)務(wù)信道功率控制等機(jī)制,則此時(shí)平均發(fā)射功率達(dá)到最大:(Pav)max=20×8/8=20w,即機(jī)柜頂輸出的平均功率為20w。
因此,單載頻配置下的基站機(jī)柜頂輸出功率波動(dòng)范圍為2.5w~20w,即34dBm~43dBm。假設(shè)綜合增益(天線增益減去饋線、接頭等相關(guān)損耗)為G,那么天線發(fā)射功率的波動(dòng)范圍為(34+G)dBm~(43+G)dBm,可知單載頻配置下的電磁輻射功率密度的波動(dòng)范圍在9dB以內(nèi)。
根據(jù)話務(wù)量與信道資源占用關(guān)系(Erlang B公式),可以將信道占用映射到話務(wù)量(假設(shè)GoS=2%),則可建立話務(wù)量與機(jī)柜頂功率之間的關(guān)系,如圖1:
2.2TD-SCDMA基站話務(wù)波動(dòng)對(duì)電磁輻射的影響
在TD-SCDMA系統(tǒng)中,對(duì)于每一個(gè)常規(guī)時(shí)隙,它又有16個(gè)碼道,因?yàn)門D-SCDMA系統(tǒng)是TDMA和CDMA混合接入系統(tǒng)。對(duì)于話音業(yè)務(wù),一個(gè)用戶需要占用兩個(gè)碼道,也就是說一個(gè)常規(guī)下行時(shí)隙最多能同時(shí)容納8個(gè)話音用戶,即一個(gè)常規(guī)下行時(shí)隙有8個(gè)信道。
以下分兩種極端的情況分別估算小區(qū)單載波配置時(shí)的發(fā)射功率:
(1)當(dāng)沒有業(yè)務(wù)的情況下,只有TS0時(shí)隙的廣播信道和DwPTS發(fā)射,則整個(gè)幀周期內(nèi),發(fā)射信號(hào)的時(shí)間比例如下:
上式中數(shù)值單位為碼片,864為常規(guī)時(shí)隙TS0所包含的碼片數(shù),16表示TS0中保護(hù)域(GP)所占碼片數(shù),保護(hù)域不發(fā)射功率;96表示DwPTS信道所占碼片總數(shù),32表示DwPTS信道保護(hù)域所占碼片數(shù);分母6400為TD-SCDMA子幀所包含碼片總數(shù)。
TD-SCDMA目前一般采用BBU+RRU組網(wǎng),RRU每通道最大功率為2w,則當(dāng)沒有業(yè)務(wù)時(shí),實(shí)際的每通道平均發(fā)射功率為:(Pav)min=2×0.1425=0.285(w)=24.5(dBm)。
(2)考慮3個(gè)上行、3個(gè)下行時(shí)隙配置,下行時(shí)隙都被占用,則整個(gè)幀周期內(nèi),發(fā)射信號(hào)的時(shí)間比例如下:
這樣,由于每通道最大功率按2w計(jì)算,則實(shí)際的每通道輸出功率為:(Pav)max=(Pav)min+2×0.4075=1.1(w)=30.4(dBm)。
因此,單載頻配置下的基站發(fā)射功率波動(dòng)范圍為0.285w~1.1w,即24.5dBm~30.4dBm。假設(shè)綜合增益為G,那么天線發(fā)射功率的波動(dòng)范圍為(24.5+G)dBm~(30.4+G)dBm。可見對(duì)于在離基站天線一定距離的特定位置,在單載頻配置下的電磁輻射功率密度的波動(dòng)范圍在6dB以內(nèi)。
根據(jù)話務(wù)量與信道資源占用關(guān)系,可以得到小區(qū)單載頻時(shí)話務(wù)量與RRU單通道平均功率之間的關(guān)系,如圖2:
3 測(cè)試驗(yàn)證
3.1 測(cè)試方法
本研究中采用了環(huán)保部門電磁輻射測(cè)量的常用測(cè)量?jī)x器――寬帶輻射測(cè)量?jī)xEMR-300綜合場(chǎng)強(qiáng)儀,在某地移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商GSM和TD-SCDMA網(wǎng)中選擇典型基站進(jìn)行了話務(wù)負(fù)荷對(duì)電磁輻射的影響測(cè)試。測(cè)試基本方法如下:
(1)對(duì)于GSM系統(tǒng),在選定站點(diǎn)的小區(qū)天線主瓣方向一定距離處(建議10~15米之間),架設(shè)電磁輻射測(cè)量?jī)xEMR-300,設(shè)置ERM-300為自動(dòng)監(jiān)測(cè)模式,開始進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)記錄,并記錄測(cè)試開始時(shí)間;連續(xù)測(cè)試12小時(shí)以上,停止數(shù)據(jù)記錄,并記錄結(jié)束時(shí)間;在EMR-300的瀏覽模式下,提取數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)管后臺(tái)提取被測(cè)小區(qū)在測(cè)試時(shí)間段內(nèi)的話務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以備分析。
(2)對(duì)TD-SCDMA基站,考慮測(cè)試時(shí)用戶較少,話務(wù)波動(dòng)性不明顯,需通過手機(jī)撥打加載產(chǎn)生話務(wù)波動(dòng)場(chǎng)景,在高、中、低負(fù)載下分別進(jìn)行電磁輻射的測(cè)試,觀察并記錄各情況下的電磁輻射水平。
3.2 測(cè)試結(jié)果
(1)GSM系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果
為了體現(xiàn)話務(wù)變化對(duì)電磁輻射功率密度的影響,對(duì)測(cè)量時(shí)段得到的電磁輻射功率密度及對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)被測(cè)小區(qū)的話務(wù)負(fù)荷進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,如圖3所示:
可見,一天內(nèi)的功率密度變化趨勢(shì)與一天內(nèi)話務(wù)量變化趨勢(shì)大體相同,話務(wù)量越大,功率密度相對(duì)越大,電磁輻射也越大(但最大值也遠(yuǎn)低于國(guó)家環(huán)境管理目標(biāo)值),這與理論分析的結(jié)果是比較吻合的。
(2)TD-SCDMA系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果
為了反映話務(wù)波動(dòng)對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的影響,對(duì)被測(cè)基站進(jìn)行了加載測(cè)試。測(cè)試選取到天線不同距離的點(diǎn),分別在無呼叫、同時(shí)4個(gè)語音呼叫、同時(shí)2個(gè)視頻呼叫和同時(shí)4個(gè)視頻呼叫4種場(chǎng)景進(jìn)行電磁輻射的測(cè)量,測(cè)試結(jié)果如表1所示:
從表1可以看到,在同一距離,隨著負(fù)載的增加,話務(wù)量增大,功率密度逐漸增大;在天線水平主瓣方向,隨著離天線的距離增大,功率密度變小。但即使在高負(fù)載時(shí),在主瓣方向距離天線1m的情況下,其電磁輻射水平也遠(yuǎn)小于環(huán)境管理目標(biāo)值8μw/cm2。這與理論極限分析的結(jié)果相差較大,經(jīng)分析應(yīng)與TD基站的快速功率控制機(jī)制有關(guān):受測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)條件所限,撥打測(cè)試的手機(jī)離天線比較近(15米左右),這樣在通信過程中,基站通過功率控制,將以較低的功率發(fā)射,從而導(dǎo)致電磁輻射水平的下降。
4 小結(jié)
本文從理論上闡明了移動(dòng)通信基站話務(wù)負(fù)荷對(duì)電磁輻射的影響機(jī)理,通過系統(tǒng)信道資源的占用,將GSM、TD-SCDMA基站的電磁輻射與其話務(wù)負(fù)荷聯(lián)系起來,話務(wù)負(fù)荷越大,電磁輻射水平越高,電磁輻射水平隨話務(wù)的波動(dòng)而波動(dòng)。通過選擇實(shí)際基站進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試,結(jié)果表明,移動(dòng)通信站點(diǎn)周圍環(huán)境的電磁輻射水平隨話務(wù)的變化有明顯的波動(dòng):在低話務(wù)時(shí)段,電磁輻射水平處于一個(gè)很低的水平;而在高話務(wù)時(shí)段,電磁輻射水平有明顯的上升。不過在人經(jīng)?;顒?dòng)區(qū)域,電磁輻射水平在高話務(wù)時(shí)段仍然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家環(huán)境管理目標(biāo)值的。在進(jìn)行移動(dòng)通信基站的電磁輻射環(huán)境影響分析或評(píng)價(jià)時(shí),有必要考慮話務(wù)負(fù)荷的因素,以得到更加科學(xué)、全面的評(píng)價(jià)結(jié)果。
參考文獻(xiàn)
[1]GB8702-88. 電磁輻射防護(hù)規(guī)定[S]. 1988.
[2]國(guó)家環(huán)??偩?信產(chǎn)部. 移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法(試行)[S]. 2007.
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,工業(yè)化進(jìn)程的加快,高壓輸電線路就不可避免地闖過人口密集區(qū)。高壓輸電線路電磁污染問題已經(jīng)引起了人們的密切關(guān)注,它嚴(yán)重地威脅著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、和諧社會(huì)的創(chuàng)建、人類生存健康。文章主要闡述了高壓輸電線路電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響,并且針對(duì)存在的問題提出了防治措施。
1.高壓輸電線路電磁輻射對(duì)環(huán)境造成的影響
1.1高壓輸電線路對(duì)周邊無線電裝置所產(chǎn)生的影響
高壓輸電線路所通過的區(qū)域在一定的程度上都會(huì)受到電磁的污染。正在運(yùn)行的高壓輸電線路會(huì)產(chǎn)生電磁脈沖,會(huì)向空間輻射高頻電磁波。高頻電磁波沿著高壓輸電線路進(jìn)行傳播,這樣就造成高壓輸電線路兩側(cè)的無線電設(shè)備在工作時(shí)接收信號(hào)的波形相位和波形峰值都會(huì)受到影響,從而造成信噪比達(dá)不到無線電接收設(shè)備正常工作的要求。高壓輸電線路造成的干擾主要有火花放電、電暈放電等引起?;鸹ǚ烹娭饕獣?huì)對(duì)電視頻段的接收產(chǎn)生影響。電暈放電主要會(huì)對(duì)電視機(jī)、收音機(jī)等家用電器造成一定的影響,但是干擾不會(huì)對(duì)人身造成傷害。
1.2高壓輸電線路電磁輻射對(duì)周邊人和動(dòng)物造成一定影響
高壓輸電線路電磁輻射對(duì)人體造成的影響主要有非熱效應(yīng)、熱效應(yīng)、累計(jì)效應(yīng)等。在自然狀態(tài)下都存在著微弱的電磁場(chǎng)對(duì)人體的器官及組織產(chǎn)生作用,但是這種狀態(tài)是穩(wěn)定的、有序的,一旦外界電磁場(chǎng)作用于人體,這種穩(wěn)定、有序的狀態(tài)被打破,人體就會(huì)受到損傷,這就屬于非熱效應(yīng);在電磁的作用下人體內(nèi)的水分子就會(huì)相互摩擦,引起體內(nèi)水溫上升,影響到體內(nèi)各器官的工作,這也就是熱效應(yīng)。人體受到兩種效應(yīng)作用后,如果人體損傷沒有恢復(fù)再次受到外界電磁輻射,損傷就會(huì)累積,長(zhǎng)期就會(huì)造成永久性病態(tài),甚至危及生命,這就是累積效應(yīng)。
高壓輸電線路電磁輻射對(duì)動(dòng)物也會(huì)產(chǎn)生影響。電磁輻射對(duì)大鼠的學(xué)習(xí)記憶、生殖系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、心臟等方面產(chǎn)生一定的影響??茖W(xué)家經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),高壓輸電線路電磁輻射會(huì)對(duì)大鼠心房肌細(xì)胞造成一定的影響,還會(huì)引起血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的改變,對(duì)、腎、肺的組織結(jié)構(gòu)造成不利影響。高壓輸電線路電磁輻射對(duì)人體造成的影響:(1)電磁輻射引起女性月經(jīng)失調(diào),分泌紊亂,男性下降。(2)電磁輻射會(huì)造成造血功能下降,導(dǎo)致肝病,視力下降,影響骨髓、大腦組織發(fā)育,嚴(yán)重者還會(huì)引起視網(wǎng)膜脫落。(3)電磁輻射會(huì)造成畸胎、不育、流產(chǎn)等病變的誘發(fā)因素。(4)電磁輻射對(duì)人體的免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)會(huì)造成直接傷害。(5)電磁輻射是癌突變、糖尿病、心血管疾病的主要誘因。
1.3高壓輸電線路電磁輻射對(duì)通訊線路(包括光纜、直埋電纜、架空線)的影響
高壓輸電線路對(duì)通訊線路的影響主要表現(xiàn)在對(duì)架空鐵線的靜電干擾、對(duì)直埋式電纜、光纜、架空線的電磁輻射影響。如果通信線路上感應(yīng)電壓形成短路電流,會(huì)對(duì)設(shè)備和人員的安全造成嚴(yán)重威脅,其造成的危害大小主要與作用時(shí)間和電流強(qiáng)度有關(guān),如果作用時(shí)間較長(zhǎng),人體所能接受的電流強(qiáng)度就很小。一般情況下,只要平行接近段不是很長(zhǎng),是不會(huì)有什么危險(xiǎn)的,但是在遭到雷擊、輸電線路短路時(shí),輸電電流或者輸電電壓就很有可能瞬間升高很多倍,對(duì)一些電器設(shè)備以及人員造成嚴(yán)重危險(xiǎn)。
1.4高壓輸電線路電暈可聽噪聲
一般情況下,高壓輸電線路噪聲產(chǎn)生原因主要是:(1)接觸不良或連接松動(dòng)產(chǎn)生的間隙火花放電。(2)在金屬表面或?qū)Ь€表面處空氣中的電暈放電。電暈放電是線路的固有特性,是不可消除的,當(dāng)運(yùn)行電壓在100kV以上時(shí),電暈放電占有重要地位。
2.高壓輸電線路電磁輻射可采取的防治對(duì)策
2.1高壓輸電線路的選線和設(shè)計(jì)單位要有強(qiáng)烈的環(huán)保意識(shí)
對(duì)于高壓線路走廊資源緊缺地區(qū),應(yīng)當(dāng)研究采取少拆房、少砍樹的設(shè)計(jì)方案,盡量采取緊湊的塔型布置;要采取保護(hù)植被措施,盡量避免基面開挖,避免水土流失;在高壓輸電線路的下方的金屬物體必須接地良好;高壓輸電線的兩側(cè)250m的范圍內(nèi)盡量避免建造房屋,避免人身健康造成影響;對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),導(dǎo)線距地面必須符合要求,另外,高壓輸電線與已建成房屋垂直距離不得小于5m;如果無線電設(shè)備在高壓輸電線路附近應(yīng)當(dāng)設(shè)立安全防護(hù)距離;當(dāng)輸電電壓超過220kV時(shí),需要設(shè)置防護(hù)走廊,走廊下不能有障礙物,走廊寬度在45m左右;當(dāng)高壓輸電線路經(jīng)過廣播收音臺(tái)或者電視差轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí),必須選擇從信號(hào)不重要的一側(cè)經(jīng)過。從社會(huì)效益和環(huán)境保護(hù)方面考慮,為了加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)而增加的線路工程投資,是科學(xué)合理的。
2.2針對(duì)高壓輸電線路電磁輻射對(duì)人體造成的危害應(yīng)采取的措施
為了使高壓輸電線路電磁輻射對(duì)人體的影響降到最小,可以從勞動(dòng)保護(hù)和輸電設(shè)計(jì)兩個(gè)方面采取措施。例如高低壓導(dǎo)線分層架設(shè)、雙回路導(dǎo)線逆向布置、導(dǎo)線對(duì)地高度提升等措施,會(huì)取得地面強(qiáng)度降低的效果。在高壓輸電線路運(yùn)行中,對(duì)工作人員可以采取限制工作時(shí)間與局部屏蔽等防護(hù)措施,從而達(dá)到減少高壓輸電線路對(duì)人體傷害的目的。
2.3針對(duì)高壓輸電線路電磁輻射對(duì)通訊線路的干擾應(yīng)采取的措施
高壓輸電線路對(duì)通訊線路的影響主要是電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)兩個(gè)方面。高壓輸電線路在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)與它平行的鄰近通訊線路產(chǎn)生感應(yīng)電荷。感應(yīng)電荷與輸電線路、通訊線路以及相互位置有一定的關(guān)系,還與輸電電壓成正比。通訊線路與鄰近的平行高壓輸電線路的交變磁場(chǎng)產(chǎn)生互感電壓,其大小與通訊線路長(zhǎng)度和電流強(qiáng)度成正比。
通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),一般情況下在距高壓輸電線路50m以內(nèi)的范圍受到電場(chǎng)的干擾是最大的,成為了干擾正常通訊的重要因素之一,但是磁場(chǎng)影響是比較小的。當(dāng)與高壓輸電線路距離較遠(yuǎn)時(shí),電場(chǎng)的影響明顯下降,當(dāng)距離達(dá)到100m以外時(shí),磁場(chǎng)對(duì)正常通訊的影響成為主要因素,而電場(chǎng)對(duì)正常通訊造成的影響是極小的可以忽略不計(jì)。為了避免通訊受到影響可以采取如下措施:(1)裝設(shè)中和變壓器、屏蔽線、放電管。(2)對(duì)高壓輸電線進(jìn)行科學(xué)合理的換位。(3)將受到影響的輸電線、信號(hào)線、通訊線改為電纜。
3.結(jié)語
高壓輸電線路在運(yùn)行的過程中會(huì)影響到通信線路的正常工作以及無線電的正常工作,還會(huì)對(duì)周邊的居民造成一定的影響。高壓架空輸電線的可聽噪聲、無線電干擾、磁場(chǎng)、工頻電場(chǎng)對(duì)周邊設(shè)施以及人身安全和健康會(huì)造成一定危害,但是只要認(rèn)真做好防護(hù)措施,就可以降低或避免其危害。目前高壓輸電線路所造成的電磁污染還沒有明確的定論,但是人們還是對(duì)高壓輸電線路的電磁輻射的危害心存恐慌。因此,電氣工程設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真研究防治措施,避免公眾對(duì)高壓輸電線路電磁輻射的投訴,為以后工作的順利開展創(chuàng)造條件?!科]
【參考文獻(xiàn)】
中圖分類號(hào):TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2013)07-0041-02
1 引言
隨著移動(dòng)通信的快速發(fā)展,城市內(nèi)的移動(dòng)通信基站分布越來越密集,人們一方面為了保證通話質(zhì)量,希望基站越多越好,另一方又擔(dān)心基站輻射問題,移動(dòng)通信基站電磁輻射已經(jīng)成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)GSM基站的電磁輻射研究已經(jīng)積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)和研究成果[1-3],TD-SCDMA是建立在我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)基礎(chǔ)上的3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),其研究尚未在國(guó)際上鋪展開來,國(guó)內(nèi)對(duì)其電磁輻射的理論研究較少,尚不成熟。TD-SCDMA基站采用的通信技術(shù)與GSM基站具有較大的差別,其中智能天線是影響TD-SCDMA基站電磁輻射的主要因素之一,通過研究智能天線不同下傾角、掛高情況下,基站周圍輻射場(chǎng)的變化規(guī)律,找出降低電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)的方法,為環(huán)保管理部門提供理論及科學(xué)依據(jù),具有現(xiàn)實(shí)的意義。
2 傳統(tǒng)電磁輻射預(yù)測(cè)模型的修正
我國(guó)對(duì)基站電磁輻射的研究相對(duì)較晚,但是關(guān)于電磁輻射環(huán)境問題得到社會(huì)高度重視。目前,我國(guó)的電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)主要依據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局的國(guó)標(biāo)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)和衛(wèi)生部的國(guó)標(biāo)《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175-88)等標(biāo)準(zhǔn)。其中,《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則——電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方案與標(biāo)準(zhǔn)》[4](HJ/T103-1996)中提供了電磁輻射預(yù)測(cè)模型公式,可以對(duì)基站電磁輻射進(jìn)行理論估算,公式如下:
式中,Pd為遠(yuǎn)場(chǎng)軸向功率密度,W;P為設(shè)備功率,W;G為天線最大輻射方向的功率增益,r為測(cè)量位置與天線軸向距離。
參照公式(1),環(huán)境保護(hù)部門在管理過程中,通過對(duì)TD-SCDMA基站周圍電磁輻射值的測(cè)量,發(fā)現(xiàn)理論預(yù)測(cè)值與實(shí)際監(jiān)測(cè)值差異較大,表明傳統(tǒng)的電磁輻射預(yù)測(cè)模型不再適用于TD-SCDMA制式,該現(xiàn)象的存在還有可能引起公眾對(duì)電磁輻射更大的恐慌,長(zhǎng)此以往也不利于環(huán)保部門開展工作及社會(huì)和諧發(fā)展。
智能天線相較于傳統(tǒng)天線,最大的特點(diǎn)是方向圖可控,實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位。針對(duì)TD-SCDMA制式中智能天線的使用,對(duì)公式(1)進(jìn)行修正[5]:
其中為垂直面上與天線軸向的夾角,為水平面上與天線軸向的夾角。為歸一化功率方向函數(shù)(天線軸向時(shí),其值取1)。經(jīng)修正,式(2)也可以計(jì)算遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)非軸向的功率密度。
在實(shí)際環(huán)境中使用的天線均安裝在較高的位置,并有一定的下傾角,為此需對(duì)天線的輻射模型進(jìn)行進(jìn)一步的修正。設(shè)天線的掛高為H,下傾角為θt,那么距離天線的任意水平距離時(shí),可以得到此時(shí)該點(diǎn)偏離天線主瓣主軸方向的角度θz為:,當(dāng)測(cè)量點(diǎn)距離天線的水平距離大于天線主軸與水平面交點(diǎn)的距離r0時(shí),說明觀測(cè)點(diǎn)所在位置已偏離天線主瓣,天線輻射隨r的增大顯著減小,故可忽略不計(jì)。
3 TD-SCDMA基站電磁輻射的分布特征
TD-SCDMA智能天線的波束分為廣播波束和業(yè)務(wù)波束,廣播波束實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)小區(qū)的覆蓋,業(yè)務(wù)波束則針對(duì)移動(dòng)用戶形成定向跟蹤波束。
下面針對(duì)8單元均勻線陣形成的定向波束對(duì)TD-SCDMA基站周圍電磁輻射分布進(jìn)行仿真分析。
3.1 不同高差h的輻射分布特征
距天線軸向水平間距d=5m;垂直方向距離地面的高度,即高差h(m)。高差h不同時(shí),TD-SCDMA基站周圍的電磁輻射分布預(yù)測(cè)曲線圖如圖1。
由圖可知,小于10m的近場(chǎng)范圍內(nèi)(天線口徑取1.2m時(shí),近遠(yuǎn)場(chǎng)分界線為19.3~19.4m),電磁場(chǎng)變化復(fù)雜,波動(dòng)較大。由于天線主瓣及旁瓣、樓層的阻擋、吸收等因素的影響,電磁輻射值先呈現(xiàn)增大趨勢(shì),出現(xiàn)最大值后迅速衰減,并趨于背景值。
3.2 不同水平間距d的輻射分布特征
距天線軸向水平間距d(m),高差h=8m。水平間距不同時(shí),TD-SCDMA基站周圍的電磁輻射分布預(yù)測(cè)曲線圖如圖2。
由圖可知,基站電磁輻射值隨著軸向測(cè)試點(diǎn)d的增大而增大,出現(xiàn)最大值后呈指數(shù)衰減趨勢(shì),28m左右趨于背景值水平。
3.3 不同下傾角θt的輻射分布特征
距天線軸向水平間距d=5m;高差h=8m。下傾角不同時(shí),TD-SCDMA基站周圍的電磁輻射分布預(yù)測(cè)曲線圖如圖2。
由圖可知,近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)同一測(cè)量點(diǎn),基站電磁輻射值隨著天線下傾角的增大而增大,出現(xiàn)最大值后呈指數(shù)衰減趨勢(shì),迅速趨于背景值水平。
4 仿真結(jié)果分析
參照GB8702-1988中規(guī)定,TD-SCDMA基站的公眾照射導(dǎo)出限值應(yīng)小于0.08W/m2,通過修正后的電磁輻射預(yù)測(cè)公式仿真可知,基站電磁輻射水平隨距離呈指數(shù)衰減,安全防護(hù)距離約為28m左右。
5 電磁防護(hù)措施
由上述研究分析可知,可以通過改變天線俯仰角,或提高天線掛高等措施使得電磁輻射迅速衰減至背景值,還能進(jìn)一步減小安全防護(hù)距離。對(duì)于不能對(duì)天線進(jìn)行改變的樓頂或鐵塔天線可以進(jìn)行樓頂關(guān)閉或設(shè)置警告欄等管理措施。
6 結(jié)語
上述預(yù)測(cè)值為理想條件下的TD-SCDMA基站電磁輻射的理論預(yù)測(cè)值,實(shí)際基站周圍的輻射環(huán)境相對(duì)復(fù)雜,受到環(huán)境、功控、基站設(shè)備配置等因素的影響,后期研究應(yīng)將話務(wù)量、傳播損耗、天線增益等因素考慮在內(nèi),使預(yù)測(cè)更符合實(shí)際環(huán)境。準(zhǔn)確的電磁輻射預(yù)測(cè)模型可對(duì)移動(dòng)通信工程建設(shè)提供科學(xué)指導(dǎo),為電磁輻射環(huán)境評(píng)價(jià)提供有力證據(jù),做到預(yù)防為主,防治結(jié)合,具有重要指導(dǎo)性意義,也將是下一階段電磁環(huán)境保護(hù)的工作重點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]張海鷗,潘超,夏遠(yuǎn)芬,王圣,田立泉.移動(dòng)通信基站電磁輻射時(shí)空分布及衰減特征[J].電力環(huán)境保護(hù),2009.25(4):55-57.
[2]趙玉峰.現(xiàn)代環(huán)境中的電磁污染[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003:2-4.
一、引言
近年來,隨著城市建設(shè)步伐的加快,個(gè)別新建的大型居民小區(qū)等區(qū)域移動(dòng)通信覆蓋差成為用戶投訴的熱點(diǎn),可一旦運(yùn)營(yíng)商到這些區(qū)域增設(shè)通信基站,卻又遭到用戶的集體反對(duì)。造成這種兩難困境的重要原因是公眾對(duì)基站電磁輻射的擔(dān)憂。事實(shí)上,當(dāng)今世界無線電應(yīng)用無處不在,從智能手機(jī)到衛(wèi)星電視,從導(dǎo)航儀到遙控鑰匙,包括飛機(jī)的通信導(dǎo)航、高鐵的調(diào)度控制、氣象的播測(cè)預(yù)報(bào)等等,無線電新技術(shù)、新業(yè)務(wù)已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的方方面面。
二、電磁輻射的影響
2.1 電磁輻射的形成
所謂電磁輻射,是指電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互作用和變化產(chǎn)生的電磁波,向空中發(fā)射或泄漏的一種現(xiàn)象。在我們生活的環(huán)境中,振動(dòng)無處不在,而振動(dòng)就能形成波,當(dāng)波的振動(dòng)頻率較低時(shí),如50Hz的交流電,其磁電間變化緩慢,能量大部分通過介質(zhì)返回原電路,極少一部分輻射出去,而且必須借助有形的導(dǎo)體方能傳遞;而對(duì)于振動(dòng)頻率較高的無線電波,磁電互變速度快,能量無法全部返回原振蕩電路,電能、磁能隨著電場(chǎng)與磁場(chǎng)周期變化而以電磁波的形式向空間傳播,且不需要有形介質(zhì)便可以在自由空間任意傳遞,這種輻射形式,在無線電通信領(lǐng)域稱之為電磁輻射。
2.2 電磁輻射的影響及特點(diǎn)
電磁輻射對(duì)人體的影響主要表現(xiàn)在熱效應(yīng)和神經(jīng)效應(yīng)兩大方面。所謂熱效應(yīng)類似微波爐加熱食物,當(dāng)高頻電磁波穿過人體時(shí),體內(nèi)水分子隨著無線電波而振動(dòng),產(chǎn)生摩擦使體內(nèi)溫度升高,影響器官正常工作和身體機(jī)能。摩擦同時(shí)也會(huì)使水分子散發(fā)進(jìn)而導(dǎo)致器官缺水,如果受無線電波輻射時(shí)間過長(zhǎng),則將破壞人體的熱平衡引發(fā)某些病變。神經(jīng)效應(yīng)方面:人體為適應(yīng)大自然的規(guī)律,器官和組織內(nèi)部存有微弱的電磁場(chǎng),因此,當(dāng)本身帶有微弱磁場(chǎng)的無線電波穿過人體時(shí),如同磁鐵間作用力一樣,直接影響并改變體內(nèi)原本穩(wěn)定的電磁場(chǎng)。
對(duì)于含水量較高的人體組織,如皮膚組織、肌肉、肝、腎、心臟、血管、眼睛等,熱效應(yīng)較為明顯;對(duì)于含水量較少的人體組織,如骨骼、骨髓等,對(duì)電磁輻射吸收少反射多,從而使其鄰近的組織吸收更多的電磁輻射。
2.3 電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)
我國(guó)電磁輻射照射標(biāo)準(zhǔn)限值相對(duì)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。目前,我國(guó)在電磁輻射方面影響最為普遍的標(biāo)準(zhǔn)有GB8702-88《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》和GB9715-88《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,分別對(duì)不同頻段電磁波給出了不同的照射限值。以移動(dòng)通信系統(tǒng)使用頻段為例,在30MHz-3GHz這一公眾最敏感范圍內(nèi)的功率密度標(biāo)準(zhǔn)限值為40μW/cm2,電場(chǎng)強(qiáng)度限值為12V/m,我國(guó)環(huán)保方面的標(biāo)準(zhǔn)高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
三、移動(dòng)通信電磁輻射影響分析
隨著通信事業(yè)的迅猛發(fā)展,為保證網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和通信質(zhì)量,通信運(yùn)營(yíng)商加快興建移動(dòng)通信基站,在拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、完善信號(hào)覆蓋、提升優(yōu)質(zhì)高效服務(wù)的同時(shí),也在某種程度上加大了電磁環(huán)境的復(fù)雜性。那么,移動(dòng)通信基站所產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)人們的生活環(huán)境到底有什么影響呢?
3.1 移動(dòng)通信基站輻射類別
在移動(dòng)通信領(lǐng)域,基站和手機(jī)之間動(dòng)態(tài)調(diào)整信道頻率、輻射功率與接收靈敏度等,以實(shí)現(xiàn)通話質(zhì)量和干擾控制。很顯然,手機(jī)與基站的距離決定了基站和手機(jī)的發(fā)射功率。對(duì)于同一個(gè)基站覆蓋范圍內(nèi)的手機(jī)而言,距離基站越遠(yuǎn),對(duì)應(yīng)基站和手機(jī)的發(fā)射峰值功率越大;移動(dòng)通信基站密度越高,相應(yīng)每個(gè)基站電磁輻射強(qiáng)度越弱。同時(shí),蜂窩小區(qū)制基站之間為了避免同頻干擾,各基站發(fā)射功率也不會(huì)太高。對(duì)于基站密度相對(duì)較大的主城區(qū)范圍內(nèi),普通2G基站發(fā)射機(jī)功率不會(huì)高于20W,3G及4G基站僅為2-3W,天線增益在11~15dBi。
為了保障通信安全和傳輸質(zhì)量,所有基站設(shè)備和傳輸線路都已做了一定的屏蔽,其輻射可忽略不計(jì)。由此可見,基站可能形成的主要影響來自天線端電磁輻射。而通信基站大都采用扇區(qū)天線,一般為三扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)天線夾角120度,三個(gè)主瓣方向電磁波信號(hào)較強(qiáng),其余為旁瓣方向,電磁波信號(hào)相對(duì)較弱。
3.2 移動(dòng)通信基站電磁輻射抽樣實(shí)測(cè)
為了驗(yàn)證實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),抽樣選擇了周口移動(dòng)GSM和TD-SCDMA系統(tǒng)分別位于市區(qū)和郊區(qū)各2個(gè)基站進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如表1。
由于實(shí)際測(cè)試過程中基站密度不同,測(cè)試方向不在主瓣方向、話務(wù)量差3異造成的基站未滿載發(fā)射、建筑物反射及遮擋等客觀因素,測(cè)試值相對(duì)于理論值要小??傮w來說,從不同距離、高度實(shí)際測(cè)試的結(jié)果來看,所有測(cè)試值均優(yōu)于國(guó)家規(guī)定的12V/m標(biāo)準(zhǔn)。
以上移動(dòng)通信基站電磁輻射指標(biāo)符合國(guó)家環(huán)保要求,對(duì)人體健康無任何影響。
基站名稱 測(cè)試距離(m) 距地面高度(m) 測(cè)試值(V/m)
GSM_A基站(郊區(qū)) 0(機(jī)房?jī)?nèi)部) 0 0.40
5 0 0.61
100 0 3.12
190 15 2.11
1500 9 0.27
GSM_B基站(市區(qū)) 0(機(jī)房?jī)?nèi)部) 18 0.66
10 0 1.77
50 12 3.30
200 20 2.37
TD-SCDMA_C基站(郊區(qū)) 0(機(jī)房?jī)?nèi)部) 0 0.21
10 0 1.56
150 0 1.63
1200 0 0.26
TD-SCDMA_D基站(市區(qū)) 0(機(jī)房?jī)?nèi)部) 0 0.41
20 0 1.85
1507 13 2.43
1500 0 0.45
表1
3.3 移動(dòng)通信終端更應(yīng)引起注意
相對(duì)于移動(dòng)通信基站,用戶日常使用的手機(jī)更應(yīng)引起注意。因?yàn)槭謾C(jī)在使用過程中與人體距離很近。同基站一樣,手機(jī)也使用功率控制技術(shù),在距離基站較遠(yuǎn)或接收基站信號(hào)較為微弱時(shí),其自身發(fā)射功率相對(duì)會(huì)比較大,部分2G手機(jī)峰值功率可達(dá)2W,正常情況下,手機(jī)接通瞬間功率最大,而接通后相對(duì)穩(wěn)定,一般維持在700-800mW左右(-0.96dBm)。
由于手機(jī)距頭部很近,其輻射會(huì)直接影響大腦中的神經(jīng)元細(xì)胞,從而使得神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增殖。因此,在使用手機(jī)時(shí)應(yīng)注意接通瞬間不要把手機(jī)靠近頭部,待接通1-2秒后再進(jìn)行通話,并盡量使用耳機(jī)。此外,購(gòu)置手機(jī)應(yīng)選擇正規(guī)廠家,避免使用信號(hào)很強(qiáng)、超功率發(fā)射的山寨產(chǎn)品。
四、移動(dòng)通信基站規(guī)劃探討
4.1 基站建設(shè)必須做好正確的輿論導(dǎo)向
不可否認(rèn),近年來國(guó)內(nèi)外媒體對(duì)電磁輻射的負(fù)面報(bào)道,在一定程度上助推了公眾對(duì)移動(dòng)通信基站電磁輻射的擔(dān)憂。因此,政府部門和通信運(yùn)營(yíng)商有責(zé)任加大輿論宣傳工作力度,多與公眾溝通,消除公眾心理負(fù)擔(dān),全方位提升整個(gè)社會(huì)和廣大老百姓對(duì)無線電方面的認(rèn)知度。同時(shí),要積極組織公眾實(shí)際觀摩和參與基站建設(shè)環(huán)境評(píng)估,使環(huán)境影響評(píng)價(jià)民主化、公眾化,以減少移動(dòng)通信基站建設(shè)過程的阻力。
4.2 基站建設(shè)必須做好規(guī)劃與環(huán)評(píng)
應(yīng)當(dāng)看到,長(zhǎng)期以來移動(dòng)通信基站的規(guī)劃建設(shè)并未納入地方各級(jí)政府城市建設(shè)總體規(guī)劃,通信運(yùn)營(yíng)商基本處于無序競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)。由于基站選址大多在人口密集的市區(qū)、新興城區(qū)和新建小區(qū),不僅建設(shè)用地緊張,而且大量新建基站由于忽視共建共享因素造成資源浪費(fèi),加之老百姓出于認(rèn)知上的誤解與自身利益的考慮,對(duì)在其附近建設(shè)基站抵觸反對(duì),所有這些都給基站規(guī)劃建設(shè)增加了難度,影響施工進(jìn)度甚至迫使基站遷址。僅今年以來,周口移動(dòng)公司已有16個(gè)擬建基站在建設(shè)過程中受到群眾阻撓。
1 引言
近幾年來,某些區(qū)域移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)差成為用戶投訴的焦點(diǎn),可一旦運(yùn)營(yíng)商去這些區(qū)域增設(shè)移動(dòng)通信基站,卻又遭到用戶集體反對(duì)。投訴多和建站難成為困擾電信運(yùn)營(yíng)商的兩難問題,電信運(yùn)營(yíng)商的通信保障能力正因基站建設(shè)難而下降。以上海移動(dòng)為例,10年來手機(jī)用戶增長(zhǎng)了10倍,話務(wù)量猛增了300%,但是移動(dòng)基站數(shù)在內(nèi)環(huán)線范圍只增加了10%左右。從2008年1月到2009年5月底,上海移動(dòng)一共有177座基站因各種原因被迫關(guān)閉。造成這個(gè)兩難問題的原因之一是公眾對(duì)基站電磁輻射的恐懼。
隨著3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),更多的移動(dòng)通信基站將架設(shè)在人口密集的城市上空。為了科學(xué)認(rèn)識(shí)移動(dòng)基站的電磁輻射,消除公眾對(duì)基站的不安,有必要對(duì)基站電磁輻射及其對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行研究和分析。
2 移動(dòng)通信基站的電磁輻射
電磁輻射,是指能量以電磁波的形式在空間傳播的現(xiàn)象。基站電磁輻射一般是指室外部分的電磁輻射,室外部分主要由饋線(傳輸線)和天線組成。基站運(yùn)行時(shí),其發(fā)射天線將饋線中的高頻電磁能轉(zhuǎn)化成為自由空間的電磁波,電磁波承載著能量向周圍空間傳播,形成電磁輻射。
圖1是移動(dòng)通信基站天線輻射電磁波的基本原理圖,導(dǎo)線載有交變電流時(shí),就可以形成電磁波的輻射,輻射能力與導(dǎo)線形狀和長(zhǎng)短有關(guān)。如果兩導(dǎo)線的距離很近,那么導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幾乎可以抵消,因而輻射很微弱;將兩導(dǎo)線逐漸張開,導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)疊加,輻射隨之逐漸增強(qiáng),直至兩導(dǎo)線電流方向一致時(shí)達(dá)到最強(qiáng)。當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí),導(dǎo)線的電流很小,輻射很微弱;當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度等于1/4波長(zhǎng)時(shí),輻射最強(qiáng),稱為半波對(duì)稱振子。實(shí)際的天線是由振子疊放而成的。
移動(dòng)通信基站天線按照方向性可以分為全向天線和定向天線。方向性反映天線向一定方向輻射或接收電磁波的能力,天線方向性的獲得,是通過天線內(nèi)部加反射板或振子疊放而實(shí)現(xiàn)的。基站天線方向性的選擇可以滿足不同區(qū)域的電磁輻射的需要,例如鄉(xiāng)村大區(qū)制的站型選用全向天線,而城區(qū)小區(qū)制的站型選用定向天線。
作為移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分,基站天線在提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)指標(biāo)中起著重要作用,同時(shí)帶來的問題是公眾對(duì)基站電磁輻射的不安與恐懼。
3電磁輻射與健康及電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)
電磁輻射是能量流,雖然看不見、聽不到、聞不著,但是電磁輻射可能引起裝置、設(shè)備、系統(tǒng)性能降低,還可能對(duì)有生命或無生命的物質(zhì)產(chǎn)生損害,這就是電磁輻射污染。
當(dāng)人體暴露在電磁波環(huán)境中,不同波段的電磁波會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不同的生物效應(yīng),可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞損傷、變異或死亡。此外,人體的器官和組織存在微弱的電磁場(chǎng),它們是穩(wěn)定而有序的,如果受到外界電磁波的干擾就會(huì)遭到破壞,人體正常循環(huán)機(jī)能隨之遭到一定程度的損傷,長(zhǎng)期接受電磁輻射會(huì)造成人體免疫力下降、新陳代謝紊亂、記憶力減退、提前衰老、心率失常、視力下降、聽力下降、血壓異常、皮膚產(chǎn)生斑痘等[1],公眾由此產(chǎn)生對(duì)電磁輻射的恐懼。
第5屆電磁輻射與健康國(guó)際研討會(huì)(2009,杭州)的會(huì)議報(bào)告指出,低強(qiáng)度電磁波的生物學(xué)效應(yīng)及其作用機(jī)制至今還是一個(gè)困擾學(xué)術(shù)界的充滿爭(zhēng)議的問題,各國(guó)電磁輻射的衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)還存在著甚至上百倍的差異。對(duì)照一些組織和國(guó)家的公眾照射限值[2,3],發(fā)現(xiàn)我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格、更安全可靠。例如,在900MHz移動(dòng)通信頻段,中國(guó)環(huán)保局制定的公眾照射限值(功率密度)是40μw/cm2,而歐洲電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的公眾照射限值是450μw/cm2。國(guó)內(nèi)目前使用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有:《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)、《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175-88)和《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則-電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法》(H J/T10.2-1996)。
4 移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響因素
移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響因素很復(fù)雜,包括天線性能、高度、距離、角度、環(huán)境背景、基站形狀、話務(wù)狀況等等。
為了分析移動(dòng)通信基站對(duì)居民生活環(huán)境產(chǎn)生的電磁輻射污染狀況,胡冀等通過比較測(cè)量,得出的結(jié)論是[4]:電磁暴露小區(qū)的電磁輻射強(qiáng)度明顯高于對(duì)照小區(qū),但平均值都在GB9175-88的一級(jí)安全范圍內(nèi)(10μw/cm2);安裝鋁合金防盜網(wǎng)具有良好的電磁場(chǎng)屏蔽作用;同時(shí)建有兩個(gè)通信基站的小區(qū),兩者所產(chǎn)生的電磁輻射在某一區(qū)域范圍可產(chǎn)生電磁場(chǎng)疊加現(xiàn)象,使輻射強(qiáng)度增加;個(gè)別與基站天線距離較近(小于20m)、窗戶與基站天線處于同一水平位置和與基站天線主瓣方向一致的居室內(nèi),電磁輻射功率密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一級(jí)安全范圍,可達(dá)到20.44μw/cm2,但也在GB9175-88的二級(jí)中間區(qū)容許范圍內(nèi)(40μw/cm2)。
此外研究還發(fā)現(xiàn),天線主瓣方向區(qū)域電磁輻射不一定較高,副瓣方向區(qū)域電磁輻射也不一定較低。這其實(shí)并沒有與理論相違背,因?yàn)榄h(huán)境地形、地貌、建筑物鋼筋水泥結(jié)構(gòu)、空中架設(shè)的電線等等,都將對(duì)電磁波產(chǎn)生反射、繞射、折射、散射和吸收,從而使得電磁輻射強(qiáng)度的分布復(fù)雜化。
通過物理學(xué)的觀點(diǎn)分析,基站發(fā)射電磁波的功率密度隨距離的增大而減小,而事實(shí)并非如此,在近距離范圍(30m內(nèi)),由于上述環(huán)境地形等因素的影響,電磁波的功率密度隨距離的變化規(guī)律很復(fù)雜,往往在某處達(dá)到最高值。以某移動(dòng)基站為例[5],在不同時(shí)間對(duì)距離與功率密度的關(guān)系進(jìn)行測(cè)量分析,關(guān)系曲線如圖2所示。對(duì)特定基站而言,在某一固定距離處,功率密度還與時(shí)間有關(guān),也即與話務(wù)量有關(guān),如圖3所示,凌晨話務(wù)量低,功率密度也低,功率密度整體上隨話務(wù)量的增加而增加。
5 移動(dòng)通信基站安全距離的理論計(jì)算方法[6~8]
由于移動(dòng)通信基站發(fā)射電磁波的功率密度分布不僅與基站性能指標(biāo)有關(guān),還與周邊環(huán)境、話務(wù)量因素等有關(guān),因此,移動(dòng)通信基站安全距離的計(jì)算一直是個(gè)復(fù)雜的問題。下面根據(jù)國(guó)家環(huán)保局的H J/T10.2-1996中關(guān)于微波遠(yuǎn)場(chǎng)軸向功率密度計(jì)算公式進(jìn)行理論分析,這個(gè)計(jì)算公式的表達(dá)式為:
(1)
式中,Pd(μw/cm2)為離基站天線水平距離為d處的電磁波功率密度,d(m)為離基站天線的水平距離,P(w)為機(jī)頂發(fā)射功率,G(倍數(shù))為天線最大輻射方向的增益。
下面分析計(jì)算方法。圖4所示的一種基站天饋線系統(tǒng),基站設(shè)備上每一塊載頻插板連接一根載頻輸出線,每根載頻輸出線含有兩個(gè)頻點(diǎn),每個(gè)頻點(diǎn)有其固有的發(fā)射功率。載頻輸出饋線在需要耦合器時(shí)存在,耦合器的作用是將多個(gè)頻點(diǎn)的電磁波信號(hào)合到一根天線饋線上發(fā)送,具有一定的功率損耗。天線饋線一般比較長(zhǎng),也有一定的功率損耗,還需考慮避雷針和饋線接頭等帶來的損耗。天線向空間發(fā)射電磁波,天線的增益越大,發(fā)射電磁波的功率越強(qiáng)。
如前所述,每根載頻輸出線含有兩個(gè)頻點(diǎn),A點(diǎn)處的信號(hào)功率為每個(gè)頻點(diǎn)固有功率的2倍,兩根載頻饋線的信號(hào)耦合到B點(diǎn),耦合后的功率大小需考慮耦合器的損耗,兩個(gè)耦合器輸出的總信號(hào)經(jīng)過天線饋線后將再次損耗。也即,載頻輸出信號(hào)在C點(diǎn)的總功率應(yīng)考慮到耦合器與天線饋線的兩次損耗,式(1)中機(jī)頂發(fā)射功率P應(yīng)為損耗后的功率。
根據(jù)H J/T10.2-1996中電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn),對(duì)單個(gè)項(xiàng)目的影響必須限制在《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)公眾照射導(dǎo)出限值的若干分之一。在評(píng)價(jià)時(shí),對(duì)于由國(guó)家環(huán)境保護(hù)局負(fù)責(zé)審批的大型項(xiàng)目可取GB8702-88中功率密度限值的1/2;其他項(xiàng)目則取功率密度限制值的1/5作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),即移動(dòng)通訊基站的功率密度限值應(yīng)是8μw/cm2,即式(1)中Pd=8μw/cm2,這樣就可根據(jù)式(1)計(jì)算基站最大輻射方向上的安全距離了。
應(yīng)該指出,假如偏離最大輻射方向,天線增益將急劇下降,保護(hù)距離隨之急劇減小。假如有建筑物阻隔,電磁波穿過一般磚墻要衰減6dB左右(為原來功率的1/4),而穿過帶鋼筋的墻要衰減20dB(為原來功率的1/100);城市市區(qū)建筑物密集,安全距離應(yīng)比理論計(jì)算值小很多。此外,由于基站設(shè)備容量足夠,加上GSM系統(tǒng)有功率控制和非連續(xù)發(fā)射功能,天線全方位全功率發(fā)射電磁波的可能性幾乎是沒有的,也即實(shí)際的天線輻射功率要小很多,實(shí)際的安全距離遠(yuǎn)小于理論計(jì)算值,公眾不必對(duì)基站產(chǎn)生恐懼。
6 結(jié)束語
一方面,政府、企業(yè)和公眾應(yīng)該對(duì)電磁輻射產(chǎn)生的環(huán)境影響引起足夠的重視;另一方面,媒體應(yīng)該積極做好宣傳教育工作,消除公眾對(duì)電磁輻射的恐懼心理,使公眾合理科學(xué)地面對(duì)移動(dòng)通信基站的電磁輻射;此外,專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)加快新技術(shù)研發(fā),設(shè)計(jì)出更高標(biāo)準(zhǔn)的天線發(fā)射系統(tǒng),最大限度降低電磁輻射污染。
為了消除公眾的不安,創(chuàng)建和諧城市生活環(huán)境,上海的做法值得借鑒,改“事后配套”為“事前介入”,基站選址遵循“政府大樓、企事業(yè)單位辦公大樓、公建配套設(shè)施、住宅建筑”的先后順序,將移動(dòng)通信基站建設(shè)納入城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和住宅建設(shè)的總體規(guī)劃中。
參考文獻(xiàn)
[1]吳石增. 電磁波的生物效應(yīng)與人體健康[J]. 中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010,29(1): 57-61.
[2]季成富. 移動(dòng)通信基站環(huán)境保護(hù)問題探討[J]. 城市管理與科技,2005,7(2): 59-61.
[3[馬文華. 電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)跟蹤研究[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2007(1): 30-31.
[4]胡冀,魯怡楊,張華成,等. 移動(dòng)通信基站周圍居民生活環(huán)境微波輻射水平的影響[J]. 衛(wèi)生研究,2009,38(6): 712-716.
[5]趙志勇,陳英民,張靜. 移動(dòng)通信基站近距離區(qū)域電磁輻射分布特征研究[J]. 中國(guó)輻射衛(wèi)生,2010,19(1): 21-23.
[6]金亮. 移動(dòng)通訊基站的電磁輻射環(huán)境影響[J]. 科技資訊,
2007(22): 141.
[7]盧滿常. 基站電磁輻射限值的確定[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2010(2): 101-102.
[8]張挺,李祈,馬云杰,等. 移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)[J]. 實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué),2009,16(1): 144-145.
中圖分類號(hào):D215 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)13-0278-02
0、引言
最近時(shí)期,關(guān)于高速動(dòng)車組電磁輻射是否會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害的話題在社會(huì)上造成一定影響。針對(duì)此問題的種種揣測(cè),我們從設(shè)計(jì)角度分析了動(dòng)車組內(nèi)部各種電磁輻射的處理方式以及防護(hù)措施,以打消人們的顧慮。
1 、高速動(dòng)車組EMC指標(biāo)量化的理論依據(jù)
1.1 低頻電場(chǎng)的耦合
時(shí)變的電場(chǎng)與人體之間的相互作用可以導(dǎo)致電荷流動(dòng)(電流)、束縛電荷極化(形成電偶極子)以及組織中的電偶極子重新定向。身體外部的電場(chǎng)可以在身體上感應(yīng)出表面電荷,進(jìn)而會(huì)在體內(nèi)感應(yīng)出電流,電流的分布則取決于暴露條件、人體的尺寸和形狀以及身于場(chǎng)中的位置。
1.2 低頻磁場(chǎng)的耦合
時(shí)變磁場(chǎng)與人體之間的相互作用可以產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)以及循環(huán)電流。人體內(nèi)任何部位所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的實(shí)際路徑和大小都取決于組織的導(dǎo)電率。
1.3 從電磁場(chǎng)吸收能量
暴露于低頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)之中導(dǎo)致的身體能量吸收和體溫升高一般可以忽略不計(jì)。然而,暴露于頻率超過100 kHz的電磁場(chǎng)可以產(chǎn)生明顯的能量吸收和溫度升高。
在人體吸收能量方面,電磁場(chǎng)可以劃分為四個(gè)范圍:
* 從大約100 kHz到低于20 MHz的頻率范圍,軀干對(duì)能量的吸收作用隨頻率的降低快速減弱,明顯的能量吸收出現(xiàn)在頸部和腿部。
* 從大約20 MHz到300 MHz的頻率范圍,全身吸收的能量相對(duì)較多,如果考慮身體局部(如頭部)的共振,所吸收的能量會(huì)更高。
* 從大約300 MHz到幾GHz的頻率范圍,能量吸收會(huì)出現(xiàn)較明顯的局部性和不均勻特征。
* 超過10 GHz的頻率范圍,能量吸收主要發(fā)生在體表。
車內(nèi)不同頻率范圍的基本照射限值利用了不同的科學(xué)根據(jù):
* 在l Hz - l0 MHz頻率范圍內(nèi),基本限值主要是電流密度,以防止對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)功能造成影響。
* 在100 kHz-l0 GHz頻率范圍內(nèi),基本限值主要是人體組織反應(yīng)(SAR),以防止全身發(fā)熱和局部組織過熱;
* 在l00 kHz -l0 MHz頻率范圍內(nèi),基本限值包括電流密度和人體組織反應(yīng)(SAR);
* 在10 -300GHz頻率范圍內(nèi),基本限值主要是功率密度,以防止身體表面組織或附近組織過熱。
出于安全考慮,對(duì)于4 Hz - 1 kHz的頻率范圍而言,職業(yè)暴露應(yīng)限制為感應(yīng)電流密度低于10 mAm-2的場(chǎng),即安全系數(shù)為10。對(duì)于公共限制而言,采用額外的安全系數(shù)5,基本照射限值為2 mAm-2。對(duì)于4 Hz以下以及l(fā) kHz以上的頻率而言,感應(yīng)電流密度基本限值逐漸提高,同時(shí)與這些頻率范圍相關(guān)的神經(jīng)剌激閾值也相應(yīng)提高。
在多頻場(chǎng)同時(shí)照射的情況下,確定這些照射效應(yīng)是否是累加性的是非常重要的。熱剌激和電刺激效應(yīng)需分別對(duì)其累加性進(jìn)行檢查,而且應(yīng)滿足下面的基本限值。下面的等式適用于實(shí)際照射情況下的相關(guān)頻率。
對(duì)電剌激而言,在低于10 MHz的頻率下,感應(yīng)電流密度應(yīng)按照下面這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算: (1)
對(duì)于熱效應(yīng)而言,在超過100 kHz的頻率下,SAR和功率密度值應(yīng)按照下面這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算: (2)
其中:
Ji為頻率i下的感應(yīng)電流密度
JL,I是在表4中規(guī)定頻率i下的感應(yīng)電流密度限值
SARi是在頻率i下的照射SAR
SARL為表4中規(guī)定的SAR限值
SL為表5中規(guī)定的功率密度
Si為在頻率i下的功率密度
依據(jù)以上理論數(shù)據(jù)支持,以及參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《BS_EN_45502_2_1_2003活性可植入的醫(yī)療裝置.第2部分用于治療緩慢性心率失常的活性可植入醫(yī)療裝置(心臟起搏器)的特殊要求―針對(duì)特殊人群的考慮》。我們建議實(shí)施:在動(dòng)車組車內(nèi)地板與地板以上1.5m的磁通量密度不應(yīng)超過1Mt(毫特,磁場(chǎng)強(qiáng)度單位);地板面以上1dm的直流磁場(chǎng)應(yīng)控制在1Mt以內(nèi)。
將EMC指標(biāo)進(jìn)行量化處理,為動(dòng)車組電磁輻射數(shù)據(jù)的收集與分析,提供了一定的參考意義。
2 、高速動(dòng)車組EMC處理方式
2.1 對(duì)電磁設(shè)備進(jìn)行區(qū)域約束
高速動(dòng)車組在開始概念設(shè)計(jì)階段,需要重點(diǎn)定義出電氣設(shè)備或者電子元件的高度敏感區(qū)域、一般敏感區(qū)域、中性區(qū)域、一般干擾區(qū)域以及高度干擾區(qū)域等空間區(qū)域。下圖1展示了區(qū)域約束的原理。
我們按照區(qū)域分類等級(jí),利用金屬箱體進(jìn)行區(qū)域約束,車內(nèi)各電控柜的箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是很好的電磁兼容性區(qū)域約束應(yīng)用實(shí)例。
可見金屬殼體是解決電磁輻射的很好的處理方式,高速動(dòng)車組的整體鋁合金車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隔絕了車內(nèi)與車底的電磁輻射的聯(lián)系,大大降低車底高壓設(shè)備,牽引電機(jī)對(duì)車內(nèi)人體和車內(nèi)系統(tǒng)部件的輻射影響。
2.2 電磁兼容性接地處理
電磁兼容接地是動(dòng)車組細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)階段,在電磁兼容設(shè)計(jì)上而實(shí)施的接地。其目的是為了防止電路之間由于寄生電容存在產(chǎn)生相互干擾、電路輻射電場(chǎng)或?qū)ν饨珉妶?chǎng)敏感,必須進(jìn)行必要的隔離和屏蔽,這些隔離和屏蔽的金屬必須接地。
動(dòng)車組內(nèi)部電氣設(shè)備的噪聲和干擾抑制是對(duì)內(nèi)部噪聲和外部干擾的控制,需要設(shè)備或系統(tǒng)上的許多點(diǎn)與地相連,從而為干擾信號(hào)提供“最低阻抗”的通道。并且現(xiàn)車條件允許,要求實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接地,盡可能減少接地線長(zhǎng)度,使高頻阻抗減至最小。
接地接觸面嚴(yán)禁有漆膜等絕緣物等的要求,要符合動(dòng)車組功能性接地或者保護(hù)性接地標(biāo)準(zhǔn)要求,符合EN50153關(guān)于電氣危險(xiǎn)性的相關(guān)防護(hù)規(guī)定。
下圖2直觀展示了EMC雙端接地以及多點(diǎn)接地的處理方式。
2.3 各種線纜屏蔽處理方式
為保證電磁兼容性接地需要,屏蔽電纜應(yīng)選擇特性阻抗符合需求的電纜。 通常情況下,電纜屏蔽兩端均應(yīng)接地;特殊情況下,允許單端接地。我們一般建議屏蔽電纜敷設(shè)過程中不能中斷,以保證屏蔽層的連續(xù)性,信號(hào)電纜(尤其是同軸電纜)端部的屏蔽層最好是360°環(huán)形屏蔽連接。
高速動(dòng)車組內(nèi)部廣泛采用如圖3所示的各種規(guī)格屏蔽電纜、屏蔽插頭以及消磁連接件等。
以上幾種是高速動(dòng)車組內(nèi)部集中采用的EMC處理方式,例如:利用線槽隔柵對(duì)不同電壓等級(jí)的線纜進(jìn)行分別敷設(shè);利用金屬編織網(wǎng)管對(duì)高度敏感區(qū)域線纜進(jìn)行屏蔽保護(hù);廣泛應(yīng)用帶消除應(yīng)力的EMC管接頭等。
類似的種種應(yīng)用都體現(xiàn)在高速動(dòng)車組的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)當(dāng)中,以保證將動(dòng)車組內(nèi)部電磁輻射對(duì)人體傷害以及電氣設(shè)備之間的干擾降到最低。
真正做到,把保護(hù)健康和安全視作一項(xiàng)基本的社會(huì)責(zé)任,制造出讓社會(huì)放心的安全列車。
3、結(jié)論語
高速動(dòng)車組在系統(tǒng)集成技術(shù)方面已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平,我們根據(jù)電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)各個(gè)系統(tǒng)提出了嚴(yán)格的指標(biāo),所有車載電氣設(shè)備都需要通過電磁兼容(EMC)試驗(yàn)。
同時(shí)對(duì)動(dòng)車組內(nèi)部布線采取了嚴(yán)格的屏蔽措施,在型式試驗(yàn)、調(diào)查試驗(yàn)過程中對(duì)動(dòng)車組車廂、司機(jī)室等進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè),其電場(chǎng)、磁場(chǎng)強(qiáng)度均符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),確保高速動(dòng)車組內(nèi)部電磁輻射對(duì)人體傷害以及電氣設(shè)備之間的干擾降到最低。
參考文獻(xiàn)
[1] EN50121-1 軌道交通電磁兼容 通則;
[2] EN50153:2002 鐵路應(yīng)用 機(jī)車車輛電氣隱患防護(hù)的規(guī)定;
中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708(2016)161-0044-01
我們生活在一個(gè)信息時(shí)代和科技時(shí)代,信息傳播至關(guān)重要。信息傳播有很多方式和途徑,包括圖片、聲音、影響、文字、數(shù)據(jù)等等。其中,電磁波的傳播方式具有傳播消耗低、傳播范圍廣、傳播速度快、傳播信息準(zhǔn)等諸多優(yōu)勢(shì),因此,被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì)中來。對(duì)于電磁輻射,雖然看不見、摸不著,但是它就在我們周圍,我們時(shí)刻受到電磁輻射的影響。對(duì)于建筑器材、電子設(shè)備以及人體,中波電磁輻射都會(huì)造成一定程度的影響,我們必須采取相關(guān)措施予以防范。在此背景下,本文著重分析了中波電磁輻射給我們帶來的影響及防護(hù)策略。
1 電磁輻射的相關(guān)概述
1.1 電磁輻射的概念
所謂電磁輻射,就是由發(fā)射源向四周發(fā)射電磁能,包括傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射,即電磁輻射,又稱為電子煙霧,由磁能量和電能量組成,是在電荷移動(dòng)過程中所產(chǎn)生。眾所周知,影響電磁環(huán)境的關(guān)鍵因素是電磁輻射。與電磁輻射的概念不同,電磁輻射污染主要指手機(jī)、電腦、電視機(jī)、收音機(jī)、微波爐這些家用電器在運(yùn)行時(shí)以及自動(dòng)化辦公設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、電子儀表和電磁波發(fā)射塔、雷達(dá)站、電視臺(tái)、電臺(tái)、變電站、高壓線在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的各種電磁波對(duì)周圍環(huán)境造成的污染。這些不同波長(zhǎng)、不同頻率的電磁波會(huì)充斥人們生活的各個(gè)空間,穿透周圍各種物質(zhì),包括人體。如果長(zhǎng)期暴露在高強(qiáng)度的電磁輻射下,體內(nèi)細(xì)胞就會(huì)被大面積地殺傷或殺死,嚴(yán)重者危及生命。
1.2 電磁輻射的類別
根據(jù)電磁波產(chǎn)生的原因,可以把電磁輻射分為人為電磁輻射和自然電磁輻射兩大類;根據(jù)電磁波的強(qiáng)度,可以把電磁輻射分為強(qiáng)電磁輻射和弱電磁輻射兩種。強(qiáng)電磁輻射的發(fā)射頻譜比較窄,而弱電磁輻射的發(fā)射頻譜則比較寬,可以橫跨幾個(gè)級(jí)別頻率級(jí)別。根據(jù)頻段的不同可以把人為電磁輻射分為射頻電磁輻射和工頻電磁輻射。人為電磁輻射依據(jù)人造系統(tǒng)可以分為廣播發(fā)射類、通訊發(fā)射類、工科醫(yī)類、交通系統(tǒng)類、高壓電力類等。
2 中波發(fā)射塔周圍中波電磁輻射的影響
毋庸置疑,中波發(fā)射塔所發(fā)射的電磁波加快了信息傳播的速度,給我們的生活帶來了很多便利,但是,事情都有兩面性,電磁波本身產(chǎn)生的電磁輻射給周圍環(huán)境帶來了巨大的危害,必須采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防范。
2.1 中波電磁輻射對(duì)電子類設(shè)備的影響
2.1.1 中波電磁輻射對(duì)電子類設(shè)備的影響機(jī)理
中波電磁輻射進(jìn)入電子系統(tǒng)或電子設(shè)備,有2個(gè)渠道:第一,由于電磁耦合、靜電耦合或感應(yīng)耦合,中波電磁就會(huì)直接輻射到中波發(fā)射塔附近的導(dǎo)線上,并且形成電磁干擾,然后電磁波會(huì)從這些導(dǎo)線傳遞到控制線、信號(hào)線、或電源線上,繼而輻射到相關(guān)設(shè)備上;第二,中波發(fā)射塔所產(chǎn)生的電磁波直接輻射到相應(yīng)的系統(tǒng)或者設(shè)備上,形成電磁干擾。
2.1.2 中波電磁輻射對(duì)電子類設(shè)備的影響表現(xiàn)
中波電磁輻射對(duì)電子類設(shè)備的影響方式主要有兩種:間接影響和直接影響。所謂間接影響,就是通過形成電磁耦合,利用導(dǎo)線,傳遞到電子類設(shè)備上,造成干擾[ 1 ]。而直接影響就是電磁輻射直接輻射電子設(shè)備,產(chǎn)生電磁干擾。電磁輻射不僅影響廣播和電視的正常觀看和收聽,而且還會(huì)造成信號(hào)不準(zhǔn)和儀表失靈的問題。在現(xiàn)實(shí)生活中,電磁輻射的影響也是無處不在,比如,在醫(yī)院,電磁輻射可能影響醫(yī)療器械的正常使用,像B超儀顯示屏的抖動(dòng)和顫動(dòng)、脈搏儀的偏差等等,都是由于電磁輻射的干擾。再比如在學(xué)校,學(xué)生在做物理實(shí)驗(yàn)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),信號(hào)波的消失以及觀測(cè)過程中的失誤等等,化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的易燃易爆物品都有可能由于電磁輻射出現(xiàn)發(fā)生一些安全事故。
2.2 中波電磁輻射對(duì)人體的影響
研究發(fā)現(xiàn),電磁輻射會(huì)對(duì)人體帶來巨大的危害和影響,中波發(fā)射塔周圍中波電磁輻射更是如此。中波電磁輻射對(duì)人體的危害主要體現(xiàn)在3個(gè)方面:熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)、累積效應(yīng)。第一,熱效應(yīng),人體內(nèi)的水分再受到電磁輻射時(shí),會(huì)引發(fā)機(jī)體升溫,進(jìn)而影響體內(nèi)器官的正常運(yùn)行。人體體溫升高會(huì)帶來很多問題,比如視力下降、免疫功能下降、白細(xì)胞減少、心動(dòng)過緩、失眠、頭脹、心悸等等。如果微波功率達(dá)到1 000W,直接照射人體,可在幾秒之內(nèi)致人死亡;第二,非熱效應(yīng)。中波電磁輻射會(huì)干擾人的微弱電磁場(chǎng),對(duì)人的內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng),都會(huì)造成一定程度的損傷,使細(xì)胞原生質(zhì)、淋巴液、血液發(fā)生改變,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)、胎兒畸形等[ 2 ];第三,累積效應(yīng)。當(dāng)非熱效應(yīng)和熱效應(yīng)作用于人體時(shí),如果人體自身未來得及進(jìn)行自我修復(fù),再次受到電磁輻射,就會(huì)形成永久性的傷害和病態(tài),危及生命。
3 中波發(fā)射塔周圍中波電磁輻射的防護(hù)策略
3.1 電子類設(shè)備方面的防護(hù)策略
電子類設(shè)備的防護(hù)策略有很多,比如過濾、吸收、接地、電磁屏蔽等[3]。所謂過濾,就是中斷電磁波,以防多余的電磁波產(chǎn)生電磁輻射。而吸收的防護(hù)原理和過濾基本相同,是通過吸收多余的電磁信號(hào),減少輻射面積,防止電磁輻射。接地的防護(hù)策略就是將感應(yīng)電流引入大地,以防電流過于集中。電磁屏蔽就是將一種金屬材料制成封閉式形狀的物體,避免內(nèi)外接觸, 達(dá)到防護(hù)目的。
3.2 人體方面的防護(hù)策略
人體方面的防護(hù)策略主要包含以下幾個(gè)方面:首先,必須遠(yuǎn)離輻射源,包括中波發(fā)射塔、廣播臺(tái)、電視臺(tái)發(fā)射站等一些電磁輻射比較大的地區(qū),還應(yīng)盡量遠(yuǎn)離這些電磁輻射環(huán)境;其次,可以穿戴電磁輻射防護(hù)服,將電磁輻射隔離到體外;最后,平時(shí)應(yīng)注意飲食和生活習(xí)慣,積極補(bǔ)充抗氧化劑,例如蝦青素、葡萄籽、番茄紅素、β-胡蘿卜素、維生素E、維生素C這些含量多的食品[ 4 ]。
4 結(jié)論
綜上所述,我們應(yīng)加深對(duì)中波發(fā)射塔周圍中波電磁輻射的認(rèn)識(shí),平時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離輻射源以及大型的發(fā)射塔,為了他人和自己的健康,應(yīng)提高電磁輻射的防護(hù)意識(shí),養(yǎng)成電磁輻射的好習(xí)慣。平時(shí)還要注意飲食,積極補(bǔ)充抗氧化劑含量豐富的食品,將電磁輻射的危害降到最低,充分發(fā)揮無線電技術(shù)對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的作用。本文從電子類設(shè)備和人體兩個(gè)角度著重分析了中波發(fā)射塔周圍中波電磁輻射的影響以及防護(hù)策略,以供參考和借鑒。
參考文獻(xiàn)
[1]顏錦,黃顯吞,農(nóng)高海等.中波發(fā)射塔周圍中波電磁輻射影響及防護(hù)的探討[J].硅谷,2008(13):27-28.
隨著城市化進(jìn)程的加快和現(xiàn)代電磁技術(shù),各種頻率的廣泛應(yīng)用城市空域電磁相互作用。公共建筑和甚至住宅,包括每個(gè)人類居住的地方受到了電磁輻射的侵?jǐn)_。目前,大多數(shù)城市電磁輻射環(huán)境質(zhì)量量總體上是好的,但超短波和微波輻射到周圍的環(huán)境造成一定的污染,電磁輻射水平接近上限,甚至社區(qū)綜合功率密度值出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)過的個(gè)別現(xiàn)象。
1 城市的電磁輻射源
電磁輻射被分為天然存在和人為產(chǎn)生兩個(gè)類別。超標(biāo)的自然和人為電磁波輻射會(huì)導(dǎo)致電磁輻射污染。在一般情況下,城市污染主要是指人為的電磁輻射污染,根據(jù)電磁的大小波頻率,人為電磁輻射可分為工頻輻射和射頻輻射,射頻電磁輻射釋放和比較寬譜的電磁輻射,影響范圍也大。在城市中,人們常說的電磁輻射污染常常是指由人為污染的電磁輻射,由于不一致頻率的電磁波,電磁輻射的人可分為兩種輻射源,射頻和工頻。射頻輻射的一個(gè)更大的范圍內(nèi)的電磁輻射源,所述電磁波譜由廣泛,高頻發(fā)射。在城市,各種電磁發(fā)射系統(tǒng),工頻輻射系統(tǒng),利用電磁能量的工業(yè),科學(xué),醫(yī)療設(shè)備,甚至包括一些設(shè)備,都是潛在的城市污染或電磁輻射源。
從表1可以看出,對(duì)干城市來說,電磁輻射污染源的分布廣泛、品種多,與人們的日常生活息息相關(guān),移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)等,在電磁輻射水平上作出了不小的貢獻(xiàn),而對(duì)于我們經(jīng)常所處的室內(nèi)空間來說,室內(nèi)線路的布置、所使用的電子設(shè)備等,都是我們電磁輻射污染的來源。
2 城市電磁輻射污染現(xiàn)狀
2.1 城市電磁輻射糾紛逐漸增多
隨著安全意識(shí),人們輻射防護(hù)意識(shí)也越來越強(qiáng),電磁輻射對(duì)生活和周邊環(huán)境存在嚴(yán)重的影響,引起了人們的重視。因此,關(guān)于電磁輻射污染引起的糾紛呈現(xiàn)出上升趨勢(shì),其中包括:高壓輸電建立在居住擁擠的地方,移動(dòng)通信基站建設(shè)中的社區(qū),電磁輻射污染造成的人身傷害等。所有這些情況,使電磁輻射污染糾紛越來越多。
2.2 電磁輻射源離居民的活動(dòng)距離越來越近
在城市建設(shè),發(fā)展和建設(shè)的速度不斷加快,和電磁輻射設(shè)施是分不開的,電磁輻射設(shè)施和人的關(guān)系越來越密切。例如,廣播電視,建在城市的無線通信,使社區(qū)輻射強(qiáng)度增加。城市電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè),特高壓輸變電設(shè)備接近住宅區(qū),電壓增加,由危害人們的身體健康。不僅如此,高層建筑的衛(wèi)星天線,高層建筑還會(huì)產(chǎn)生電磁污染;此外,電磁噪聲對(duì)人體的健康有著很大的影響。
2.3 城市電磁輻射設(shè)施的逐漸增加環(huán)境的敏感性
電磁輻射設(shè)施的城市和廣播通訊技術(shù)的發(fā)展,縮短與市民的距離,電磁輻射的敏感性變得增強(qiáng)。主要表現(xiàn)為:城市擴(kuò)張使得一些廣播電視和無線電通信發(fā)射臺(tái)逐漸新城被住宅區(qū)包圍,引起局部生活輻射強(qiáng)度高;城市用電需求的增加和電網(wǎng)改造工程的實(shí)施,使大量的高壓輸變電設(shè)施納入城市地區(qū),電壓等級(jí)不斷升高,產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)可能會(huì)對(duì)公眾健康產(chǎn)生不利影響,除了其產(chǎn)生的噪聲可能與廣播和無線電通訊造成干擾;通信技術(shù)的發(fā)展使得通信基站被居民區(qū)所包圍,雖然單個(gè)基站的功率小,但它將使這個(gè)城市有很多通信基站電磁領(lǐng)空的增長(zhǎng),此外,一些高層建筑建在微波定向天線衛(wèi)星天線等的頂部,很容易導(dǎo)致電磁污染的高層建筑;城市交通交通要道的電磁噪聲的快速發(fā)展不斷增加,交通路口在高峰時(shí)段的交通,電磁噪聲值可達(dá)40―50dBμv/m。
3 對(duì)策與建議
(1)進(jìn)一步完善城市電磁輻射管理的法律制度。為規(guī)范電磁輻射設(shè)施的輻射水平,提高電磁輻射環(huán)境監(jiān)管能力,并為解決電磁糾紛提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)支持,應(yīng)加快出臺(tái)統(tǒng)一的電磁輻射防護(hù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)電磁輻射的危害性,并借鑒國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)限值,在總結(jié)電磁輻射設(shè)施的輻射水平及我國(guó)城市電磁輻射環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,同時(shí),還應(yīng)出臺(tái)相關(guān)電磁輻射安全管理導(dǎo)則,明確主要輻射設(shè)施的建造使用規(guī)范,管理要求,環(huán)境影響評(píng)價(jià)范圍等內(nèi)容。(2)加強(qiáng)電磁輻射環(huán)境管理。為保護(hù)環(huán)境安全和公眾健康,促進(jìn)各類電磁輻射設(shè)施的規(guī)范”有序發(fā)展,需切實(shí)加強(qiáng)對(duì)電磁輻射環(huán)境的管理。首先要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,落實(shí)電磁輻射設(shè)施環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度、審批制度、“三同時(shí)”制度、監(jiān)測(cè)制度、公眾參與制度等。其次要明確城市空域電磁波發(fā)展規(guī)劃,并將其納人城市建設(shè)總體規(guī)劃,合理布局電磁發(fā)射設(shè)備,防止造成城市空域局部電磁污染,實(shí)施區(qū)域電磁輻射環(huán)境容量控制措施,對(duì)可能造成周邊輻射環(huán)境污染的中短波發(fā)射臺(tái)實(shí)施異地搬遷,對(duì)微波天線等輻射源周圍的建筑物高度予以限制,控制室內(nèi)微蜂窩基站天線的懸掛高度及影響半徑。